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文檔簡介
第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學能一一電解
知識與能力:
1.通過對熔融氯化鈉電解體系的分析,使學生掌握電解、電解池概念,清晰地建立起電極
反應的概念并能夠正確地判斷陰極和陽極;
2.通過運用電解的原理分析食鹽水的電解、銅的電解精練,了解這些較復雜體系中所發(fā)生
的反應以及電解的實用價值;
3.通過學習電鍍的內(nèi)容,使學生了解具有一定特殊性的、另一種電解原理的應用方法,并
進一步體會電解對人類社會的重要貢獻;
4.通過活動探究,提高學生的實驗能力和分析能力;
5.從能量的角度理解化學科學的重要性。
過程與方法:
采用問題驅(qū)動的方法,經(jīng)聯(lián)想質(zhì)疑中熟知的反應切入提出問題,將學生引入本節(jié)學習;
以已知離子在電場中的定向移動為起點,從而分析具體反應中陰陽離子的移向,在漸進的學
習中明白電解、電解池,并學會書寫電極反應式;在電解原理的應用中,要讓學生明白規(guī)律
是有條件限制的。
情感、態(tài)度與價值觀:
進一步體會化學的魅力,激發(fā)對學習的興趣;了解方法的重要意義,明白將來實現(xiàn)的重
要價值。
教學重點:電解原理、電極反應
教學難點:陰極和陽極以及電極反應的概念、正確書寫電極反應式
課時安排:共5課時(新課3課時,復習練習2課時)
教學過程:
(第一課時)
【聯(lián)想?質(zhì)疑】已知金屬鈉與氯氣反應的熱化學方程式:
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)△"=—822.3kJ?moL如果要真?zhèn)€反應反方向進行,則需
要外界提供能量,那么大家想一想我們可以采用什么樣的外界能量。
【學生】電能。
【提問】那么這樣的反應是什么能轉(zhuǎn)化為什么能?
【學生】電能轉(zhuǎn)化為化學能
【教師】對,電能轉(zhuǎn)化為化學能的一中重要方法就是電解,下面我們就來學習電解。首先我
們來以電解熔融NaCl了解一下電解的原理
【板書】一、電解的原理
【閱讀交流】
1)、通電前,熔融氯化鈉中存在哪些離子?這些離子的運動情況怎樣?
2)、通電后,外電路上的電流方向怎樣?
3)、接通電源后,熔融氯化鈉中Na+、CT各向那個方向運動?
4)、移到兩極表面的Na+、CT將發(fā)生什么變化?
【講解】在熔融NaCl中,存在自由移動的Na+和Ch做雜亂無章的運動。通電后,電子由
電源的負極流出,聚集到鐵電極上。由于正負電荷相互吸引,Na+要移向鐵電極,
做定向移動。Na+在鐵電極上得到電子,Na++e-=Na,發(fā)生還原反應。
電子要流向正極,那么石墨電極上哪來的電子?
【學生】思考,回答
【講解】對,CT要移到石墨電極上,失去電子,2C1一2e-=CLT,發(fā)生氧化反應。為了維
持電流,cr要不斷地失去電子,不斷地定向移動到石墨電極上。這樣在通電的情
況下NaCl就分解成了Na和Cl2,電能就轉(zhuǎn)化為化學能儲存在Na和CL里面了。
這個過程就稱之為電解。
下面我們看看有關電解的幾個概念。
【板書】(一)概念
1、電解:
【講解】能夠發(fā)生電解的裝置叫電解池
【板書】2、電解池:
【提問】大家結合電解熔融NaCl的例子,說說構成電解池的條件有哪些?
【學生】回答
【板書】3、構成電解池的條件:
(1)外加直流電源
(2)兩個固體電極
【講解】這兩個電極分別叫著陰、陽極,我們來看看陰陽極是怎么定義的?
【學生】閱讀回答。
【講解】結合電解熔融NaCl的例子講解。
【板書】陰極:發(fā)生還原反應的電極?!?/p>
與電源相連的電極,,判斷陰極的方法
得到電子的電極,
陽離子移到的電極。'
陽極:發(fā)生氧化反應的電極。,
與電源“+”相連的電極,,判斷陽極的方法
失去電子的電極,
陰離子移到的電極。
(3)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
(4)構成閉合的電路
【練習】1.分析下圖,屬于電解池的有(③⑥)
2.下列說法正確的是(①④)
①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學能;②電解是化學能轉(zhuǎn)變成電能;
③電解質(zhì)溶液導電是化學變化;
④任何電解過程,必將導致氧化還原反應的發(fā)生;
【過渡】如果隨便給你一個電解池,你怎么來判斷電極的產(chǎn)物和每個電極上所發(fā)生的反應
呢?下面我們就來講講這個問題。
【板書】(二)電極產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫
【講解】要講這個問題,首先我們得明白什么是電極反應,大家閱讀課本了解一下。
【板書】1、電極反應:
【舉例】2、電解熔融NaCl
【板書】陰極:2Na++2e-=2Na|電荷要守恒
陽極:2C1—2e=Cl2t
通電
總方程式:2Na++2C「=2Na+CI2T(離子方程式)
通電
2NaCl=2Na+Cl2T(化學方程式)
【舉例】電解CuC12的電極反應的書寫。
【講解】對于電極方程式的書寫有個一般步驟:
【板書】(1)明確電解液中存在的離子
【提問】CuCb溶液中存在哪些自由移動的離子?
【學生】回答
【過渡】對于陽離子,到底是Ci?+先得到電子,還是H+先得到電子呢?這就涉及到離子的
放電順序的問題了,大家閱讀課本,了解以下離子的放電順序。
【學生】閱讀課本。
【板書】(2)是哪些離子得失電子
放電順序:
陰極:陽離子得電子順序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)Al3+>Mg2+>Na
+>Ca2+>K+
陽極:陰離子失電子順序:活性電極>陰離子。即:
Cu>Hg>Ag>S2>I>Br>Cr>OH>(NO3-,SO42-含氧酸根)>F
【講解】那么大家根據(jù)放電順序?qū)懗鲈撾娊獾年庩杻蓸O的電極方程式。
【練習】1.書寫用石墨做電極電解硫酸的電極方程式和電解池方程式。
2.用惰性電解Fe2(SC>4)3和Cu(NC)3)2的混合溶液,寫出電解的電極方程式。
【作業(yè)】用石墨做電極,電解H2s04溶液NaSCU溶液NaOH溶液HgCb溶液CuSCU溶液KI
溶液,分別寫出電解的電極方程式和總方程式。
為下節(jié)課講電解的幾種類型作鋪墊!
【板書設計】
一、電解的原理
(一)概念
1、電解:
2、電解池:
3、構成電解池的條件:
(1)外加直流電源
(2)兩個固體電極
陰極:發(fā)生還原反應的電極。,
與電源相連的電極,,判斷陰極的方法
得到電子的電極,
陽離子移到的電極。
陽極:發(fā)生氧化反應的電極?!?/p>
與電源,,—,湘連的電極,(判斷陽極的方法
失去電子的電極,
陰離子移到的電極。
(3)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
(4)構成閉合的電路
(二)電極產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫
陰極:2Na++2e-=2Na
陽極:2Cr—2b=C12T
通電
總方程式:2Na++2CV2Na+Ch?(離子方程式)
通電
2NaCl2Na+Cl2T(化學方程式)
(1)明確電解液中存在的離子
(2)是哪些離子得失電子
放電順序:
陰極:陽離子得電子順序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)Al3+>Mg2+>Na
+>Ca2+>K+
陽極:陰離子失電子順序:活性電極>陰離子。即:
Cu>Hg>Ag>S2>I>Br>C1>OH>(NO3">SCU?-含氧酸根)
(第二課時)
【復習提問】
1、什么叫電解?2、什么叫電解池?3、判斷陰、陽極的方法有哪些?
4.以石墨作電極分別電解下列溶液,在陰極不能得到氫氣的是(B)
A.Na2s。4B.AgNO3C.NaClD.NaOH
【講解】電解的幾種類型
(1)電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽,實質(zhì)上是電解水,電解水型;
(2)電解不活潑金屬無氧酸鹽,實際上是電解電解質(zhì)本身,分解電解質(zhì)型;
(3)電解不活潑金屬的含氧酸鹽,放氧生酸型;
(4)電解活潑金屬(K/Ca/Na)的無氧酸鹽,放氫生堿型;
【板書】二、電解原理的應用
電解的類型:
1.電解水型
2.分解電解質(zhì)型
3.放氧生酸型
4.放氫生堿型
【過渡】下面我們結合幾個例子看看電解原理的應用
(一)電解食鹽水
【預習提示】1、預測電解食鹽水的現(xiàn)象是有哪些?
電解食鹽水的產(chǎn)物是什么?
在電解食鹽水時,溶液中各離子的移向何極?
在電解食鹽水的過程中,溶液的PH值如何變化?
【學生】預習后回答
【視頻】電解食鹽水
【講解并板書】現(xiàn)象:
電流流向:電子流向:
陰陽極反應方程式(滴加酚醐紅,紅色先出現(xiàn)在哪?):
陰極:2H++2eiH2T陽極:2C「TC12T+2e-
總方程式(陰極產(chǎn)物,陽極產(chǎn)物各是什么?):
總反應式:2NaCl+2H2。=ZNaOH+Ef+Cl2T(條件:通電)
溶液PH值變化:
【學生】預習氯堿工業(yè)
【講解】氯堿工業(yè)示意圖及陽離子交換膜的兩個優(yōu)點。
【講解】在電解過程中,由于陰極區(qū)OH-濃度變小,水的電離平衡向生成H+和OH-的方
向移動,隨著H卡不斷變?yōu)闅湓硬⒆罱K形成氫氣逸出,使陰極區(qū)溶液中的OH「越來越多。
用隔膜就可以阻止OH-移向陽極,則使氫氧化鈉可以在陰極附近的溶液中富集,由陰極溶
液可以得到燒堿。還可以得到另外兩種重要的化工產(chǎn)品一氯氣和氫氣。
【指導學生閱讀資料在線】水的電離和離子放電順序
【強調(diào)】離子放電順序是對在一定條件下,離子并不都能在電極上發(fā)生反應。而且所給的離
子放電順序是一定條件下的經(jīng)驗規(guī)律,不同的實驗條件會存在不同的順序,規(guī)律是有條件限
制的。
【閱讀】工業(yè)電解食鹽水制備燒堿
【課堂練習】練習冊P131、2、4、13
【作業(yè)】P181
【板書設計】
二、電解原理的應用
電解的類型:
5.電解水型
6.分解電解質(zhì)型
7.放氧生酸型
8.放氫生堿型
(一)電解食鹽水
現(xiàn)象:電流流向:電子流向:
陰陽極反應方程式(滴加酚醐紅,紅色先出現(xiàn)在哪?):
陰極:2H++2eiH2T陽極:2Cr-CLT+2e-
總方程式(陰極產(chǎn)物,陽極產(chǎn)物各是什么?):
總反應式:2NaCl+2H2。=2NaOH+H2T+CLT(條件:通電)
溶液PH值變化:
(第三課時)
【知識回顧】上節(jié)課我們學習了哪些知識點?
【學生】
【預習提示】1、在銅的電解精練中,陰陽極材料各是什么?能不能換成其他的材料?
2、對電解質(zhì)溶液是有什么要求?
3、陰陽極反應方程式是什么?4、可以得到什么副產(chǎn)物?
【學生】預習后回答
【板書】(二)銅的電解精練
【視頻】銅的電解精練
【講解并板書】現(xiàn)象:電流流向:電子流向:
陰陽極反應方程式:陰極:Cu2++2eCu陽極:CUTCU2++2U
電解的副產(chǎn)物
(三)電鍍
【預習提示】【講解】一件表面鍍有其他金屬的制品,我們可以把它的結構大致分為兩大部
分:鍍件和鍍層金屬。那么這個鍍層金屬是這么鍍在這個鍍件上的呢?這節(jié)課我們就來看看
這個問題。
【活動探究】在鐵釘上鍍銅
【板書】電鍍:是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。
注意點:①電極:陰極——鍍件(待鍍金屬制品)陽極——鍍層金屬或惰性電極
②電鍍液:含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。
【投影、結】電解池、電解精練池、電鍍池的比較
電解池電解精練池電鍍池
應用電解原理在某些金
將電能轉(zhuǎn)變成化學能的應用電解原理將不純的金屬
定義屬表面鍍上一層其他金
裝置提純的裝置
屬的裝置
①兩電解接直流電源①不純金屬接電源正極,純①鍍層金屬接電源正極,
形成條②電極插入電解質(zhì)溶液的金屬接電源負極待鍍金屬接電源負極
件或熔融電解質(zhì)中②電解質(zhì)溶液須待提純金屬②電鍍液須含有鍍層金
③形成閉合回路的離子屬的離子
電極名陽極:電源正極相連陽極:不純金屬陽極:鍍層金屬
稱陰極:電源負極相連陰極:純金屬陰極:鍍件
電極反陽極:氧化反應
應陰極:還原反應
【投影練習】
a__b
1.(1)a、b哪一極為正極?.一,
(2)若要給鐵叉鍍鋅,a極選用什么材料?選擇何種溶液?
(3)若要給鐵叉鍍金,a極選用什么材料?選擇何種溶液?LJ________f
2.工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4
(1)電解時,應以作陰極,電解過程中W4
陰極附近溶液pH將會,
(2)陽極反應式為,
(3)總電解反應式為.
2-
答案:Fe增大MnO4-—e=MnO4_2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2t
【講解】
例一:鉗電極電解lLCu(NO3)2和KN03混合溶液,通電一段時間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)
氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.
解析:陽極4OH-4e-=2H2O+O2t
陰極Cu2++2e-=Cu;2H++2e-=H2T
陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:0.5x4=2moi,消耗4OH-2mol,即產(chǎn)生H+2mol.
陰極生成0.5molH2,消耗H+Imol;所以溶液中C(H+)=lmol/LpH=O
生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5x2=lmol,故還有Imole-用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.
【練習】1.用石墨電極電解100mLH2s04與CuS04的混合液,通電一段時間后,兩極均收
集到2.24L(標況)氣體,則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為()
A.lmol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/L
2.某硝酸鹽晶體化學式為M(NO3)x-〃H2O,式量為242,將1.21g該晶體溶于水配成100mL
溶液,用惰性電極進行電解。當有0.01mol電子轉(zhuǎn)移時,溶液中金屬離子全部析出,此
時陰極增重0.32g。求:
①金屬M的相對原子質(zhì)量及x、w值;
②電解溶液的pH(溶液體積仍為lOOmDo
MA-++xe-M
0.005molO.O1mol0.32g
所以:x=2;Ar(M)=64;w=3產(chǎn)生H+為0.01mol,pH=l
3.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體
放出,符合這一情況的
a極板b極析X電極Z溶液
鋅石墨負極
(A)CuS04
(B)石墨石墨負極NaOH
(0銀鐵正極MNO3
(D)銅石墨負極CuClz
4.根據(jù)金屬活動順序表,Cu不能發(fā)生如下反應:Cu+2H2O=Cu(OH)21+H2T。但選擇恰當電
極材料和電解液進行電解,這個反應就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四種電極材料和電解液中,能實
現(xiàn)該反應最為恰當?shù)氖?/p>
ABCD
陽極石墨CuCuCu
陰極石墨石墨FePt
電解液CuSCU溶液Na2sCU溶液H2sO4溶液H2O
5.按下圖的裝置進行電解實驗:A極是銅鋅合金,B極為純銅,
電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通電一段時間后,若A極恰好
全部溶解,此時B極質(zhì)量增加7.68克,溶液質(zhì)量增加0.03
克,A合金中Cu、Zn原子個數(shù)比為
A4:1B3:1C2:1D任意比
【板書設計】
(二)銅的電解精練
現(xiàn)象:電流流向:電子流向:
陰陽極反應方程式:陰極:Cu2++2e—>Cu陽極:Cu^Cu2++2e-
電解的副產(chǎn)物
(三)電鍍
電鍍:是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。
注意點:①電極:陰極一鍍件(待鍍金屬制品)陽極一鍍層金屬或
惰性電極
②電鍍液:含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。
三、電解池、電解精練池、電鍍池的比較
【作業(yè)】Pl82
【教學反思】
(第四課時)
定義:電能轉(zhuǎn)化為化學能
陽極:與電源正極相連
陰陽極的<
判斷
電解的定J
義陰極:與電源負極相連
陽極產(chǎn)物的判斷
電解時電極產(chǎn)
、物的判斷
電解
1陰極產(chǎn)物的判斷
陽極:陰離子的放電順序
,陰極:陽離子的放電順序
氯堿工業(yè)
、電解原理的應用電鍍
I銅的電解精練
【知識總結】
【典例精析】
【例1】如右圖是電解CuCb溶液的裝置,其中
c、d石墨電極,則下列有關判斷正確的是(C)
A.a為負極,b為正極
B.a為陽極,b為陰極電極的放電順序
C.電解過程中,d電極質(zhì)量增加
D.電解過程中,C「物質(zhì)的量濃度不變
【解析】依據(jù)電流方向,可推出a為電源正極,b為負極,
則c是電解池的陽極,cr失電子轉(zhuǎn)化為Cb;d是電角電池的
流
陰極,產(chǎn)生Cu,d電極質(zhì)量會增加。方
向
【例2】用石墨電極持續(xù)電解下列溶液(電流強度不變)陽極
上產(chǎn)生氣體的的量可能發(fā)生如下圖所示變化的是(D)
A.KI溶液B.Na2so4溶液
C.CuSO4溶液D.NaCl溶液
【解析】電解KI溶液時,「優(yōu)先在陽極失去電子生成L,起初沒有氣體放出。電解NazSCU
溶液相當于電解水,在陽極生成氧氣,圖象中不可能出現(xiàn)拐點。電解CuSCU溶液時,一直
是OJT在陽極失去電子生成。2,圖象中同樣不可能出現(xiàn)拐點。電解NaCl溶液時,C「優(yōu)先
在陽極失去電子生成CL,當C「消耗完時,轉(zhuǎn)換為OJT放電而生成。2,每轉(zhuǎn)移Imol電子,
可生成0.5molCb,但只能生成0.25molO2,也就是說,前半段斜率較大,后半段斜率較小,
與圖象完全吻合。"
【例3].有X、Y、Z、M四種金屬,已知:X可以從Y的鹽溶液中置換出Y;X和Z組成
原電池時,Z為正極;Y和Z的離子共存于電解液中,Y離子先放電;M的離子氧化性強
于Y的離子。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序是(D)
A.X>Y>Z>MB.X>Z>M>YC.M>Z>X>YD.X>Z>Y>M
【解析】X可以置換出Y,說明金屬活動性X>Y;X和Z作原電池電極時,Z為正極,說
明金屬活動性X>Z;Y和Z的離子共存,Y離子先放電,說明金屬活動性Z>Y;M的離子
氧化性強于Y的離子,說明金屬活動性M<Y;所以X>Z>Y>M。
【例4】.用指定材料做陽極和陰極來電解一定物質(zhì)的量濃度的溶液甲,然后加入物質(zhì)乙能使
溶液復原。則合適的組合是(B)
陽極陰極溶液甲物質(zhì)乙
A.PtPtNaOHNaOH固體
B.PtPtH2SO4H2O
C.CPtNaCl鹽酸
粗銅精銅
D.CuSO4CU(OH)2
【解析】電解NaOH、H2sO4溶液,都是電解水,所以加水就可以復原,A錯誤;B正確;
電解NaCl溶液后應加入氯化氫使之復原,如果加鹽酸,會使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度減小,
C錯誤;D選項,陽極:Cu-2e--Cu2+,陰極Cu2++2e-一Cu,電解質(zhì)溶液物質(zhì)的量濃度沒
變,不用加任何物質(zhì)。
【例5】某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。
通電時,為使Cb被完全吸收,制得有較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖的裝置,則對電
源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(B)
A.a為正極,b為負極:NaClO和NaCl
B.a為負極,b為正極:NaClO和NaCl
C.a為陽極,b為陰極:HC1O和NaCl
電源
D.a為陰極,b為陽極:HC1O和NaCl
【解析】用石墨作電極時,在陽極上應是bC「放
電,2c「一2e「fCL,在陰極上是水電離出的H+
放電,2H++2院一建,水電離出的酎消耗后,產(chǎn)生的與CL反應產(chǎn)生CUT,則消毒液為
NaClO和NaCL如果Ck在上端產(chǎn)生,則CL直接向外排出,不能與0IT反應,故CL應在
下端產(chǎn)生,即b為電源的正極,與之相連的碳棒為陽極。
【練習講評】
【題1】下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶
裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加
石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是(D)
A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的
B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性
氣體
C.a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色
D.a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色
【解析】電解硫酸鈉實質(zhì)上只電解水。根據(jù)陽失氧、陰得還,可知陰極(a電極)產(chǎn)生氫氣,
陽極(b電極)產(chǎn)生氧氣,所以a電極附近富集著氫氧根離子,使石蕊呈藍色,4H2。+4屋
f2H2t+40H;而b電極附近發(fā)生2H2。-4e-02t+4H,而使石蕊呈紅色。
【題2】下列關于電解池中形成的閉合回路的敘述中,正確的是(D)
A.電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運動形成的
B.金屬導線中,電子從電源的負極流向電解池的陽極,從電解池的陰極流向電源的正極
C.在電解質(zhì)溶液中,陰離子向陰極運動,陽離子向陽極運動
D.相同時間內(nèi),陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相同
【解析】在電解池中,導線和電極上是由電子的定向移動,而溶液中則靠離子的定向移動,
才使整個電解池形成一個閉合回路;導線中電子的方向與電流方向相反,故電子從電解池的
陽極流向電源的正極,從電源的負極流向電解池的陰極;電解質(zhì)溶液中,陽離子向陰極移動,
陰離子向陽極移動;不論如何,兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)總是相等的。
【題3】下列敘述中不正確的是(D)
A.電解池的陽極上發(fā)生氧化反應,陰極上發(fā)生還原反應
B.不能自發(fā)進行的氧化還原反應可通過電解實現(xiàn)
C.電鍍時,電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化反應
D.電解飽和食鹽水時,陽極得到NaOH溶液和氫氣
【解析】電解飽和食鹽水時,在陽極得到氯氣,在陰極得到氫氣和NaOH溶液。
【題4】用惰性電極電解下列溶液,電解一段時間后,陰極質(zhì)量增加,電解質(zhì)溶液的pH下
降的是(B)
A.CuCL溶液B.AgNCh溶液C.BaCb溶液D.H2so4溶液
【解析】4AgNO3+2H2O==4Ag+O2t+4HNO3陰極產(chǎn)物為Ag,陽極產(chǎn)物為氧氣和氫氧化
鈉。
【題5】電解溶液時,如果陰極上有1.6g銅析出,則陽極上產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)約
為(A)
A.0.28LB.0.56LC.014LD.11.2L
【解析】本題首先要判斷陽極上產(chǎn)生什么氣體,依據(jù)陽失氧,陰得還,可推知陽極上產(chǎn)生的
氣體是氧氣,從電子轉(zhuǎn)移的角度可知電子轉(zhuǎn)移0.05mol,故氧氣有028L。
64g,101『
V(o2)=^x22.4L?mo=0.28L
【題6】用含少量銀和鋅的粗銅做陽極,純銅片做陰極,CuSCU溶液做電解液,電解一段時
間后,陽極質(zhì)量減少了Xg,則(D)
A.電解液質(zhì)量增加xgB.陰極質(zhì)量增加xg
C.陰極質(zhì)量增加ag,a>xD.陰極質(zhì)量增加bg,b<x
【解析】電極反應式為:
陽極:Zn->Zn:++2e-Cu—01"+2屋
陰極:C『+2e--Cu,故陽極失去的質(zhì)量大于陰極增加的質(zhì)量,使溶液質(zhì)量增加,但增加值
小于Xo
【題7】當用銅做電極電解CuSO4溶液時,在陰極的產(chǎn)物是(A)
A.銅B.銅和氧氣C.氧氣D.氫氣
【解析】本題相當于在銅上鍍銅,與電解質(zhì)溶液無關,也就是陽極銅減少,陰極銅增加。
【題8】下列關于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是(C)
A.粗銅極做陽極
B.電解時,陽極發(fā)生氧化反應,而陰極發(fā)生的反應為Cu2++2e-—Cu
C.粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì),電解后以單質(zhì)形式沉積槽底,形成陽極泥D.電解銅
的純度可達99.95%~99.98%
【解析】Ni、Fe、Zn等金屬的金屬性比Cu強,在陽極首先是金屬性強的金屬失電子,故
Ni、Fe、Zn應變?yōu)閷栯x子進入溶液。
【題9】海水提鎂的最后一步是將氯化鎂電解獲取金屬鎂,下列有關該電解過程的敘述中,
正確的是(BC)
A.兩個電極必須都用惰性電極
B.陽極必須用惰性電極,陰極可以是惰性電極;也可以是金屬電極
C.電解熔融狀態(tài)的氯化鎂
D.電解氯化鎂的水溶液
【解析】電解氯化鎂獲取金屬鎂,也就是說鎂離子需要得到電子,所以必須將其轉(zhuǎn)變?yōu)殛庩?/p>
離子,如果在水溶液中,水電離的氫離子會優(yōu)先得電子,因此只能在熔融狀態(tài)下進行。再根
據(jù)陰得還,可得該電極上發(fā)生的是鎂離子得到電子的反應,對于任意電極都沒有影響,因為
惰性電極和金屬電極均無法得到電子。陽失氧,可得此變化應在陽極上發(fā)生失電子的反應,
如果該電極使用活性電極的話,會優(yōu)先失電子,產(chǎn)生出的金屬陽離子對后面進行的電解存在
干擾,甚至再次優(yōu)先得電子變?yōu)殡婂儭?/p>
【題10]許多金屬都可以通過電解的方法達到精煉的目的。下列有關該方法的敘述中,正
確的是(A)
A.含雜質(zhì)的粗金屬做陽極,與直流電源的正極相連
B.陰極只要是一種導體即可,與精煉過程無關
C.電解質(zhì)溶液中除了含有精煉的金屬的陽離子之外,絕對不能含有其他金屬陽離子D.在精
煉過程中,電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生任何變化
【解析】陽極要失電子,含雜質(zhì)的粗金屬做陽極,精金屬作為陰極,若陰極用其他導體就會
使需要精煉的覆蓋在該導體上;粗金屬中可能含有一些比較活潑的金屬,失電子之后也會到
溶液,電解質(zhì)溶液的成分可能會增加。
【題11】在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層,以下設計方案正確的是(A)
A.鋅做陽極,鍍件做陰極,溶液中含有Zi?+
B.伯做陰極,鍍件做陽極,溶液中含有Zr十
C.鋅做陽極,鍍件做陰極,溶液中含有Fe2+
D.鋅做陰極,鍍件做陽極,溶液中含有Zn?+
【解析】應用電鍍池原理,可知鍍件做陰極,鍍層做陽極,溶液中含有鍍層的金屬陽離子。
【題12】標明下列裝置中電解池的陰極和陽極,寫出電極反應式,并判斷分別是氧化反應
還是還原反應。
"""
A1后芯液BAgT)3溶液WBr溶液[解析]
三個裝置的電極都是惰性電極,因而電極反應都與電極無關,在電解池中,與電源正極相連、
發(fā)生的電極反應是氧化反應的電極是陽極,與電源負極相連、發(fā)生的電極反應是還原的電極
是陰極。根據(jù)以上原則就可標明電解池的陰、陽極,寫出電極反應的化學方程式,并判斷是
氧化反應還是還原反應。如A:氯離子在陽極失電子,氫離子在陰極得電子;B:銀離子在
陰極得電子,水電離出的氫氧根離子在陽極失電子;C:澳離子在陽極失電子,水電離出的
氫離子在陰極得電子。
(第五課時)
【題1】在電解水制取H2和02時,為了增強導電性,常常要加入一些電解質(zhì),最好選用下
列物質(zhì)中的(A)
A.NaOHB.HC1C.NaClD.CuSO4
【解析】因為電解水,所以加入的物質(zhì)應該不參與電極反應,HC1、NaCl中的Cl\CuSO4
中的Ci?+均參與電極反應,而加入NaOH后仍然是電解水,但由于提供了Na+、OH導電性
明顯增強。
22
【題2】在水中加入等物質(zhì)的量的Ag\Pb\Na+、SO4\N03\CF,該溶液放在用惰性
材料做電極的電解槽中,通電片刻,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為(C)
A.35.5:108B.16:207C.8:1D.108:35.5
【解析】由于Ag+與Ct、Pb2+與SCV-形成沉淀,電解的是NaNCh溶液,實質(zhì)是電解水。
【題3】用鉗電極(惰性電極)電解下列溶液時,陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別是H2和02
的是(AC)
A.稀NaOH溶液B.HC1溶液C.酸性MgSCU溶液D.酸性AgNCh溶液
【解析】陰極和陽極的主要產(chǎn)物分別是H2和時,實質(zhì)就是電解水。
【題4】用惰性電極電解M(NC)3)x的水溶液,當陰極上增重ag時,在陽極上同時產(chǎn)生bLCh
(標準狀況)。從而可知M的相對原子質(zhì)量為(C)
22.4ax11.2ax5.6ax2.5ax
x+
【解析】陽極:OH==2H2O+O2f+4e陰極:M+xe==M
根據(jù)兩極得失電子數(shù)相等,有下列關系:
bL,ag5.6ax
x4=--------——-?x可解得M=----
22.4L?moK1Mg?molb
【題5】在一U形管中裝入含有紫色石蕊的Na2sO4溶液,通直流電,一段時間后U形管內(nèi)
會形成一個倒立的三色“彩虹”,從左到右的顏色次序是(C)
A.藍、紫、紅B.紅、藍、紫C.紅、紫、藍D.紫、紅、藍
【解析】本題以電解原理為核心命題點,考查電解后溶液的酸堿性與酸堿指示劑的變色關系
等知識點。用惰性電極電解Na2s04溶液,就等同于電解水,陽極OH放電,使陽極附近H+
濃度增大,陰極H+放電,使陰極附近OH-的濃度增大。
【題6】把25℃時,將兩個粕電極插入一定量飽和Na2s04溶液中進行電解,通電一段時間
后,在陰極逸出amol氣體,同時有WgNa2sO4,10H2。晶體析出。若溫度保持不變,剩余
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為(C)
ww
xlOO%B.xlOO%
W+18aW+36a
7100W7100W
c.------------------%ft/D.--------------------------%ft/
161(W+18a)161(W+36a)
【解析】本題首先要明確剩余的溶液仍為飽和溶液,也就是說該題就是求飽和溶液的質(zhì)量分
數(shù),那析出的晶體與被電解的水放在一起也應該為飽和溶液,因而就可以利用數(shù)據(jù)進行求解。
先求WgNazSCUTOHzO晶體中溶質(zhì)的質(zhì)量即為Wx,溶液的質(zhì)量為晶體的質(zhì)量加上
322
被電解掉的水的質(zhì)量。陰極逸出amol氣體,也就是氫氣,所以可知被電解的水也為amol,
質(zhì)量為18ao故有答案:C?
【題8】將兩個鋁電極插入500mLeuSO4溶液中進行電解,通電一段時間后,某一電極增重
0.64g(設電解使該電極無H2放出,且不考慮水解和溶液體積變化)。此時溶液中c(H+)濃度
約為(A)
A4XlOmoPL1B.2X10-3mobL-1C.1XlO^mobL-1D.4XlOmobL1
【解析】用惰性電極電解CuSC>4溶液,電極能增重的只有在陰極。在陰極有O.OOlmolCu?+
得到電子析出0.064gCu,在陽極同時有0.002molOH-失去電子,同時生成0.002molH+。
【題9】將質(zhì)量分數(shù)為5.2%的NaOH溶液(密度為1.06g?cnf3)1L用粕電極電解,當溶液
中NaOH的質(zhì)量分數(shù)改變了1.0%時停止電解,則此時溶液中的關系是(B)
選項NaOH的質(zhì)量分數(shù)陽極析出物的質(zhì)量/g陰極析出物的質(zhì)量/g
A6.2%19152
B6.2%15219
C4.2%1.29.4
D4.2%9.41.2
【解析】本題可巧解,因為用惰性電極電解NaOH溶液,其實質(zhì)是電解水,所以溶質(zhì)的質(zhì)
量分數(shù)肯定增加,排除C、D;陽失氧,陰得還,則有陽極產(chǎn)物為02,陰極產(chǎn)物為H2,陽
極析出物的質(zhì)量大于陰極析出物的質(zhì)量。
【題10】用石墨作電極電解3moi七小。和0.5mol?1/Ab(SC>4)3的混合溶液時,下圖電
解變化的曲線合理的是(AD)
【解析】電極為惰性電極,溶液中各離子的放電順序為:陽離子:H+>AI3+>K+,陰離子:
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